(2)邊坡變形:在邊坡范圍內(nèi)工程地質(zhì)條件較差,或含水量高,或有傾向臨空的不利結(jié)構(gòu)面,變形破壞可以是一級或數(shù)級邊坡的變形,但破壞深度一般不超過6~7m,在邊坡范圍內(nèi)發(fā)生如坍塌、淺層滑坡、局部楔形體滑動等。針對此類邊坡變形病害,采用改變坡形、坡度或作一些如錨桿框架、仰斜排水孔等一般加固及排水措施,即可防止病害的發(fā)生及變形規(guī)模的進一步擴大。
(3)坡面變形:坡體、邊坡自身是穩(wěn)定的,但坡面在外界因素作用下,因剝蝕、風(fēng)化、沖刷等產(chǎn)生坡面變形,如碎落、剝落、落石、溜坍、沖溝等,破壞深度一般為坡體表層1~2m范圍,此類變形只需采取防護措施(如護面墻、漿砌片石護坡、拱形骨架內(nèi)植草、網(wǎng)格骨架內(nèi)植草等),即可防止坡面的變形。針對坡體變形、邊坡變形、坡面變形,相應(yīng)的應(yīng)求得坡體穩(wěn)定、邊坡穩(wěn)定、坡面穩(wěn)定,只有三者同時達到穩(wěn)定,才能做到真正意義上的路塹高邊坡的穩(wěn)定。而這三者是相輔相成的,坡體穩(wěn)定是邊坡穩(wěn)定的基礎(chǔ),同樣,如果沒有邊坡穩(wěn)定,坡面穩(wěn)定無從談起;而另一方面,坡面失穩(wěn)進一步發(fā)展可能誘發(fā)邊坡失穩(wěn),邊坡失穩(wěn)如不加以有效處理,變形規(guī)模擴大會導(dǎo)致坡體變形的發(fā)生。
4高邊坡的調(diào)查與勘探
調(diào)查勘探是高邊坡設(shè)計的依據(jù),它包括:
(1)收集邊坡所在地段的地層巖性,地質(zhì)構(gòu)造、降雨、
地震及線路平、縱、橫斷面的設(shè)計資料等。
(2)邊坡所在山坡的走向、坡向、坡高,各分段的坡形、坡率、坡高;有無剝蝕平臺;植被狀況;河流、溝谷發(fā)育程度,分布密度、切割深度、走向、溝形、溝岸穩(wěn)定狀況;自然山坡上有無變形現(xiàn)象,其類型、規(guī)模和產(chǎn)生的部位。
(3)線路在山坡上的位置、走向,欲開挖邊坡的高度和形式。
(4)當(dāng)?shù)赝惖貙又幸延腥斯み吰碌男问胶头(wěn)定狀況。
(5)山坡和邊坡上地下水出露位置,高程、流量變化。
(6)邊坡地段的地層、巖性、產(chǎn)狀、風(fēng)化程度、強度特征,不同地層在邊坡上的分布位置,有無軟弱夾層或接觸面,其產(chǎn)狀及其與邊坡開挖面的關(guān)系。
(7)地質(zhì)構(gòu)造(主要是小構(gòu)造)的分布位置、產(chǎn)狀、發(fā)育程度、延伸長度、充填物、含水狀況,及其與開挖面的關(guān)系。
(8)坡體結(jié)構(gòu)類型,分類均質(zhì)體結(jié)構(gòu),近水平層狀結(jié)構(gòu),順傾層狀結(jié)構(gòu),反傾層狀結(jié)構(gòu),碎裂狀結(jié)構(gòu)和塊狀結(jié)構(gòu)。
(9)邊坡施工方法,包括施工季節(jié)、開挖順序和開挖方式(如
爆破等)。
(10)邊坡變形歷史過程,變形類型,發(fā)生時間、部位、裂縫分布、發(fā)展過程,及其與施工和降雨等的關(guān)系。
(11)對地面調(diào)查尚不能查清的內(nèi)容應(yīng)布置必要的勘探(鉆探、物探、坑槽探等綜合手段)監(jiān)測和試驗(巖、土、水試驗)。一般一段邊坡至少布設(shè)一個控制性斷面,主要了解地層界面、風(fēng)化界面、軟弱夾層及地下水分布情況。
5高邊坡設(shè)計的基本原則和方法
5.1設(shè)計的基本原則
(1)高邊坡根據(jù)其使用年限和保護對象的重要性,應(yīng)是安全可靠的。
(2)高度40m以下的邊坡原則上以放穩(wěn)定坡率為主,大于40m的邊坡,放緩邊坡可能增加大量棄方,破壞大量植被、增大征地量,于環(huán)保不利。應(yīng)采取較陡的坡率增加支擋加固工程
以減小邊坡高度。
(3)由于坡腳應(yīng)力和地下水集中,加固工程應(yīng)貫徹“固腳強腰”的原則“,固腳”即加強坡腳1、2或3級邊坡的支撐力“,強腰”則是防止高邊坡的局部失穩(wěn)。既要保整體穩(wěn)定,也要保局部穩(wěn)定。
(4)高邊坡設(shè)計應(yīng)有完善的地表和地下排水系統(tǒng),減少水對邊坡穩(wěn)定的影響。
(5)高邊坡設(shè)計應(yīng)充分考慮環(huán)境保護,美化環(huán)境。
5.2高邊坡的設(shè)計方法
高邊坡設(shè)計目前尚無統(tǒng)一的方法,一般采用三種方法相結(jié)合:
(1)工程地質(zhì)比擬法:從自然穩(wěn)定坡的調(diào)查中尋找可供比擬的坡形、坡率和坡高。
(2)力學(xué)計算法:選擇符合坡體結(jié)構(gòu)和破壞模式的計算方法對設(shè)計的坡形進行穩(wěn)定性計算,調(diào)整坡形或增加支擋工程以達到合理的設(shè)計。既保整體穩(wěn)定,又保局部穩(wěn)定。
(3)經(jīng)驗對比法:以類似地質(zhì)條件下穩(wěn)定的人工邊坡作參考設(shè)計新的邊坡。加固工程目前廣泛采用的有預(yù)應(yīng)力錨索框架(地梁、墩)、預(yù)應(yīng)力錨索樁、普通抗滑樁和擋土墻等,應(yīng)根據(jù)實際條件選用。
6高邊坡設(shè)計的特殊性
(1)詳細(xì)的地質(zhì)資料是設(shè)計的前提。前已提到,高邊坡是將地質(zhì)體的一部分改造成為人為工程,其穩(wěn)定性受控于地質(zhì)條件和人為改造的程度,設(shè)計的邊坡只有符合巖土體的地層巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、風(fēng)化程度、及強度特征時才能保持穩(wěn)定。否則就會發(fā)生變形。
(2)高邊坡設(shè)計是預(yù)測性設(shè)計。由于線長、點多,前期地質(zhì)調(diào)查和勘探中對高邊坡重視不夠,而且變形尚未發(fā)生,因此其設(shè)計是在對開挖后可能產(chǎn)生的變形類型、規(guī)模、部位的預(yù)測中設(shè)計的。資料充分,預(yù)測準(zhǔn)確者取得成功,否則會造成失敗。
(3)高邊坡設(shè)計是風(fēng)險性設(shè)計。地質(zhì)資料的不足使設(shè)計依據(jù)不充分,存在某種盲目性。地質(zhì)條件的復(fù)雜多變,難以勘察清楚也使設(shè)計具有風(fēng)險性。自然斜坡是在漫長的地質(zhì)歷史過程中形成的,人工邊坡則是在幾個月時間內(nèi)開挖形成,改變了坡體的應(yīng)力狀態(tài),因此開挖后坡體松弛變形、地表水下滲是必然要發(fā)生的,如何控制在允許的范圍內(nèi),人們對自然的認(rèn)識還有差距,因而也具有風(fēng)險性。
(4)高邊坡設(shè)計應(yīng)該是動態(tài)的。由于種種條件的限制,開挖前對邊坡的地質(zhì)情況難以了解清楚,設(shè)計也難以完全符合實際。因此要把地質(zhì)工作延伸到施工過程中,隨著開挖暴露,進一步了解地質(zhì)條件的變化,進行設(shè)計的調(diào)整或變更,即所謂“動態(tài)設(shè)計,信息化施工”。
(5)高邊坡設(shè)計對施工程序和方法應(yīng)提出嚴(yán)格要求。高邊坡變形破壞,既有設(shè)計上的原因,也有施工程序和方法不當(dāng)?shù)脑颉H缬昙臼┕ご罅坑晁疂B入坡體軟化軟弱面;不分層開挖、逐級支擋防護,而一挖到底造成邊坡變形;大藥量爆破造成巖體破碎、軟弱面松動,甚至滑坡等。因此在設(shè)計文件中對施工程序和方法應(yīng)提出嚴(yán)格的要求。可以看出,高邊坡設(shè)計從調(diào)查、勘探、設(shè)計到施工是一個環(huán)環(huán)相扣的
系統(tǒng)工程,哪一環(huán)出現(xiàn)問題都可能造成邊坡失穩(wěn)變形。
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